2. Расчет и выборы элементов

2.1 РасчетRc-цепи задания частоты

Для определения время заряда (импульса) и времени разряда(паузы) необходимо знать путь протекания заряда и разряда.Чтобы не произошло короткого замыкания на землю при открытии вывода разрядка между выводом разряда и питанием необходимо поставить резистор не менее 1 кОм. Примем его равным 2кОм,а резистор цепи заряда 10 кОм, тогда в сумме сопротивление цепи разряда 12кОм.

Поскольку tимп=0.67RC и tимп=1/Qf то:

Частота, КГц	Расчет	конденсаторы с учетом Е24	Резистор учетом Е12
f=1	1.49/0.67*12000*3*1000=38нФ	39нФ	10 кОм
f=5	1.49/0.67*12000*3*5000=7.6нФ	7.5нФ	10 кОм
f=10	1.49/0.67*12000*3*10000=3.8нФ	3.9нФ	10 кОм
f=50	1.49/0.67*12000*3*50000=760пФ	750пФ	10 кОм

Используем стандартный ряд.

Для задания скважности 3 определим зависимость длительности импульса и длительности паузы. Поскольку Q=T/tимп=( tимп+ tпаузы)/ tимп

То 3=1+ tпаузы/ tимп=> tпаузы/ tимп=2. То есть сопротивления цепи разряда должно быть в 2 раза больше цепи разряда, т. е. =2*12=24кОм

2.2 Расчет усилителя мощности.

Для усиления мощности и обеспечения тока выхода воспользуемся МОП транзистором 2П901.

Uсиmax=75В

Uзиmax=30В

Iсmax=4A

F=400МГЦ (Н. Н. Горюнов)

Интегральный таймер имеет на своем выходе потенциал до 12В. Определим сопротивление транзистора при данном значении напряжения.

Получаем 15 Ом (получено из опыта в Multisim)

Тогда ток через нагрузку и транзистор при к.з. будет равен:

Uпит/Rтр=12/15=0.8А, чтобы ограничить ток для экономии мощности определим номинальное сопротивление нагрузки:

U/Iн=5/0.15=35Ом

Тогда сопротивление нагрузки должно быть не более 20 Ом.

Для регулировки амплитуды используем делитель напряжения на потенциометре в 210 Ом. Т.к (12-1)=11*20=220Ом

2.3 Расчет вторичного источника питания

Определим суммарный ток который потребляет схема:

IКР1006ВИ+IН+IЗАР+IСТАБ =I

IКР1006ВИ-ток потребляемый микросхемой генератора – 100мА

IЗАР-ток цепи заряда/разряда – 10мА

IН-ток нагрузки -0.25А

IСТ-ток потребляемый стабилизатором – 30мА

Тогда суммарный ток будет равен:

I=390мА

C запасом: I=450мА

Необходимая мощность трансформатора Р=0,450*1,11*12=6Вт

Примем запас по мощности 9 ВТ

Выберем из каталога трансформатор ТП-125-10М:

Мощность: 30ВА

Напряжение 15В

Ток вторичной обмотки максимальный:0,65А

Определим параметры диодного моста:

Прямой ток за период: Iвып=I/2>0.2A Обратное напряжение: Uном*=15*0.7=10,5B

Подходящий диодный мост: КЦ410 с Uобр=50В Iпр=3А.

Для сглаживания пульсаций применим индуктивно-емкостной Г-образный фильтр.

Поскольку коэффициент пульсаций мостовой схемы равен 67% то примем коэффициент сглаживания был равен q_С=14 т.к. .

Тогда, приняв емкость конденсатора равной 1000мкФ определим индуктивность:

L=1/ω²C=1/314²10^-5=0,1 Гн.

Используем катушку индуктивность 100мГн.

Для стабилизации используем стабилизатор на микросхеме КР142ЕН8Б: Uстаб=12В; Iмакс=1.5А

Для стабильной работы микросхемы на вход и на выход нужно поставить конденсаторы по 100мкФ на 16 В.

3. Моделирование.

Для моделирования курсового проекта воспользуемся программной средой Multisim. Соберем рассчитанную схему. Поскольку в данной программной среде отсутствуют электронные компоненты отечественного производства, то применим их ближайшие зарубежные аналоги

Полученные осцилограммы при различных емкостях:

По осциллограммам видно, что при изменении частоты скважность неизменна и остается равной 3, частоты совпадают с рсчетными, имеется возможность переключения частот.

Максимальное время фронта -6мкс*1%=60нс. Из осциллограммы видно, что практически уложились в данный диапазон.